Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 08/12/2014 17:47 (GMT+7)

Tổng hợp dạng silic mới hoàn toàn

Silic là nguyên tố nhiều thứ hai trong lớp vỏ của Trái đất. Khi tinh khiết, có cấu trúc kim cương, nó có vai trò thiết yếu đối với các thiết bị điện tử hiện đại - vai trò của silic trong công nghệ cũng giống như carbon trong sinh học. Mới đây, một nhóm các nhà khoa học ở Viện Carnegie do Timothy Strobel đứng đầu đã tổng hợp được một dạng silic hoàn toàn mới, hứa hẹn những ứng dụng thậm chí còn lớn hơn trong tương lai. Nghiên cứu của họ được công bố trên Nature Materials.

Mặc dù silic rất phổ biến trong công nghệ ngày nay, nhưng các tính chất khe năng lượng bán dẫn gián tiếp của nó ngăn cản nó trong các ứng dụng hiệu suất cao thế hệ tiếp theo như điốt phát sáng, bóng bán dẫn hiệu suất cao và các thiết bị quang điện nhất định.

Các vật liệu kim loại dẫn điện một cách dễ dàng, còn các vật liệu cách điện (phi kim loại) hoàn toàn không dẫn điện. Trong khi đó, các vật liệu bán dẫn thể hiện tính dẫn điện ở khoảng giữa kim loại và phi kim loại. Khi vật liệu bán dẫn chịu tiếp nhận một năng lượng cụ thể, các điện tử gắn kết có thể di chuyển sang trạng thái dẫn điện, năng lượng cao hơn. Năng lượng cụ thể cần thiết để diễn ra sự chuyển trạng thái này được gọi là "khe năng lượng" (band gap). Trong khi các vật liệu khe năng lượng trực tiếp có thể hấp thụ và phát ra ánh sáng, thì các vật liệu khe năng lượng gián tiếp, giống như silic có cấu trúc kim cương, lại không thể làm được điều đó.

Để silic trở nên hấp dẫn hơn cho sử dụng trong công nghệ mới, khe năng lượng gián tiếp của nó cần phải được điều chỉnh. Duck Strobel và nhóm nghiên cứu ở Viện Khoa học Carnegie đã tổng hợp được một dạng silic mới với khe năng lượng gần như trực tiếp nằm trong phạm vi mong muốn cho sự hấp thụ năng lượng mặt trời, một điều trước đó chưa đạt được.

Silic do họ tạo ra được gọi là allotrope, có nghĩa là một dạng vật lý khác của cùng một nguyên tố, giống như kim cương và than chì là hai dạng của carbon. Không giống như cấu trúc kim cương thông thường, allotrope silic mới này gồm một khung hở, được gọi là cấu trúc loại zeolit, trong đó bao gồm các kênh với 5, 6 và 8 vòng silic thành phần.

Allotrope silic được tạo ra bằng cách sử dụng một quá trình tiền chất cao áp mới. Đầu tiên, hợp chất silic và natri, Na4Si24, được hình thành trong điều kiện áp suất cao. Tiếp theo, hợp chất này được trở về áp suất bình thường, và natri bị loại bỏ hoàn toàn bằng gia nhiệt trong chân không. Allotrope silic tinh khiết thu được, Si24, có khe năng lượng lý tưởng cho công nghệ chuyển đổi năng lượng mặt trời, và có thể hấp thu, và khả năng bức xạ, ánh sáng hiệu quả hơn nhiều so với silic cấu trúc kim cương thông thường. Si24 hoàn toàn bền vững ở áp suất môi trường xung quanh ở nhiệt độ ít nhất là 450 độ C (842 độ F).

"Tổng hợp tiền chất áp suất cao là lĩnh vực tiên phong mới trong nghiên cứu các vật liệu năng lượng mới," Strobel nhận xét. "Sử dụng công cụ áp suất cao độc đáo này, chúng ta có thể tiếp cận các cấu trúc mới có tiềm năng thực tế giải quyết những thách thức vật liệu. Ở đây chúng tôi cho thấy các tính chất chưa biết trước đây của silic, nhưng phương pháp này sẵn sàng có thể mở rộng sang các lớp vật liệu khác hoàn toàn. Những cấu trúc mới vẫn ổn định ở áp suất khí quyển, do đó chiến lược mở rộng quy mô khối lượng lớn hơn là hoàn toàn có thể thực hiện".

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Liên hiệp Hội Việt Nam sơ kết 6 tháng đầu năm, quyết tâm hoàn thành các nhiệm vụ trọng tâm, hướng tới Đại hội IX
Chiều 24/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị sơ kết hoạt động 6 tháng đầu năm, triển khai nhiệm vụ trọng tâm 6 tháng cuối năm 2026. Hội nghị nhằm đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ trong 6 tháng đầu năm, thống nhất các giải pháp thực hiện nhiệm vụ những tháng cuối năm.
Những điều đọng lại từ VCCA 2026
VCCA 2026 diễn ra tại Trường Đại học Quy Nhơn đánh dấu tròn 15 năm Hội Tự động hóa Việt Nam chủ trì tổ chức Hội nghị khoa học và Triển lãm về Điều khiển và Tự động hóa. Đây cũng là kỳ VCCA để lại nhiều ấn tượng cho Ban Tổ chức cũng như các đại biểu tham dự trên nhiều phương diện khác nhau.
Tạp chí Môi trường & Xã hội tri ân các gia đình có công với cách mạng và các gia đình có hoàn cảnh khó khăn
Hướng tới kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947 - 27/7/2026), Tạp chí Môi trường & Xã hội tổ chức chương trình thăm hỏi, tặng quà tri ân các gia đình chính sách, người có công với cách mạng trên địa bàn xã Liên Minh (TP. Hà Nội) và các gia đình có hoàn cảnh khó khăn tại xã An Phú Tân (tỉnh Vĩnh Long).
Đề xuất giải pháp thúc đẩy thương mại hóa nhãn hiệu sản phẩm mang địa danh của tỉnh Sơn La
Chiều ngày 22/7/2026, tại Hội trường Ủy ban Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh Sơn La, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Sơn La tổ chức Hội thảo tư vấn với chủ đề: “Giải pháp thúc đẩy thương mại hóa nhãn hiệu sản phẩm mang địa danh của tỉnh Sơn La trước những yêu cầu mới”.
Tổng kết, trao giải Hội thi "Tin học trẻ" và "Sáng tạo trẻ" tỉnh Quảng Trị lần thứ I năm 2026
Sáng ngày 22/7/2026, Ban Tổ chức Hội thi "Tin học trẻ" và "Sáng tạo trẻ" tỉnh Quảng Trị tổ chức Lễ tổng kết, trao giải Hội thi "Tin học trẻ" và "Sáng tạo trẻ" tỉnh Quảng Trị lần thứ I, năm 2026. Tham dự chương trình có đồng chí Hoàng Xuân Tân - Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch UBND tỉnh; đại diện lãnh đạo các sở, ngành, đơn vị phối hợp, các địa phương, trường học cùng gần 200 học sinh đạt giải.
Tạp chí Việt Nam Hội nhập nâng cao chất lượng các ấn bản tiếng Anh
Việc nâng cấp toàn diện Tạp chí Việt Nam Hội nhập phiên bản tiếng Anh bao gồm cả ấn phẩm tạp chí in và tạp chí điện tử đánh dấu bước ngoặt quan trọng trong chiến lược thông tin đối ngoại; góp phần quảng bá hình ảnh, chính sách và pháp luật Việt Nam, đồng thời tạo dựng cầu nối tri thức học thuật bền vững với cộng đồng quốc tế.